aplikasi split beam akustik
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
1/17
APLIKASI SPLIT BEAM AKUSTIK ( BEAM TERGAGI AKUSTIK)
UNTUK DETEKSI SINGLE TARGET DAN SCATTERING VOLUME
DALAM PENDUGAAN DENSITAS IKAN DIBIDANG PERIKANAN
Muhammad Zainuddin Lubis 1 , Sri Pujiyati 2 ,Pratiwi D Wulandari 3
ABSTRAK
pengelolaan sumberdaya perianan yang bai harus mengontrol jumlah hasil tangapan
dalam hubungannya dengan jumlah sto ian yang dapat diesploitasi! "ntu itu diperluan
suatu periraan jumlah sto ian pada saat itu dan teni sur#ei austi dapat digunaan dalam
memperiraan elimpahan ian pada watu dan ondisi tertentu!Penggunaan e$hosounder dan
integrator e$ho untu eperluan esplorasi sumberdaya perianan dewasa ini berembangdengan pesat! Peralatan integrator e$ho bertujuan untu mendapatan integrasi sinyal e$ho!
%etepatan dari metode ini sangat tinggi sehingga dapat diaplian sebagai penduga elimpahan
ian di suatu perairan &Ma$Lennan 1''()!Menurut Pujiyati &2((*) metode hidroausti adalah
suatu metode pendetesian bawah air yang menggunaan perangat austi, antara lain+
echosounder,fish finder, sonar, danAcoustic Doppler Current Profiler &D-P)!
PENDAHULUAN
Menurut Ma$Lennan &1''(), pengelolaan sumberdaya perianan yang bai harus mengontrol
jumlah hasil tangapan dalam hubungannya dengan jumlah sto ian yang dapat diesploitasi!
"ntu itu diperluan suatu periraan jumlah sto ian pada saat itu dan teni sur#ei austi
dapat digunaan dalam memperiraan elimpahan ian pada watu dan ondisi tertentu!
Penggunaan e$hosounder dan integrator e$ho untu eperluan esplorasi sumberdaya
perianan dewasa ini berembang dengan pesat! Peralatan integrator e$ho bertujuan untu
mendapatan integrasi sinyal e$ho! %etepatan dari metode ini sangat tinggi sehingga dapat
diaplian sebagai penduga elimpahan ian di suatu perairan &Ma$Lennan 1''()!
4) Mahasiswa Pas$asarjana .enologi %elautan /P05) Dosen Departemen /lmu dan .enologi %elautan /P06) Mahasiswa Departemen /lmu dan .enologi %elautan
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
2/17
ambar 1! -ara %erja lat idroausti &Sumber+ Widodo 1''2)
Pendugaan sto ian dalam perairan yang luas seperti di /ndonesia telah banya
diantaranya adalah dengan menggunaan metode austi! Metode austi memilii e$epatan
tinggi dalam menduga besarnya sto ian sehingga memunginan memperoleh data se$ara real
time, aurat dan bere$epatan tinggi sehingga dapat memberian ontribusi yang $uup tinggi
bagi penyediaan data dan inormasi sumberdaya perianan &Ma$lennan dan Simmonds1''2)!
Pendugaan elimpahan ian dengan metode hidroausti memilii beberapa eunggulan
omperati seperti estimasi sto dapat dilauan se$ara langsung! Memilii tingat aurasi dan
etetapan yang sangat tinggi, pendugaan terhadap daerah yang luas dengan watu yang relati#elebih eisien dan singat &tida membutuhan watu yang banya)!
Split beam echo sounder terdiri dari dua aspe dan sebuah trandu$er! spe yang
pertama yaitu display berwarna beresolusi tinggi untu menampilan e$hogram pada suaru
pengamatan dan juga berungsi sebagai pengontrol dalam pengoperasian echo sounder! spe
edua adalah tranciever yang terdiri dari transmitter dan receiver! Echosunder bim terbagi
pertama ali dimasuan edalam 4S 3*(( oleh S/M5D diawal tahun 1'*(6an dan pada tahun
1'*7 diperenalan epada nelayan di jepang sebagai alat bantu untu penangapan! .randu$er
Split beam dibagi menjadi empat uadran &8oote 1'*9), dimana peman$aran gelombang
dilauan oleh penggabungan dari empat full beam ! Sinyal yang dipantulan oleh target
diterima oleh masing6masing uadran dan diumpulan embali hingga membentu full beam!
ilihat dari arah pada apalsplit beam terbagi empat&:) yaituFore, Aft, Port, dan Starboard!
Sedangan se$ara prinsip Split Beam terbagi menjadi empat uadran yani 8P!8S!P dan S!
2
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
3/17
ambar 2! .ransdu$er 0im .erbagi &Simrad 1''3)
ambar 3 0entu Split Beam danfull beam transducer &Ma$Lennan 1''2)
3
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
4/17
ambar : eometri target pada Split 0eam transducer ! rah target dideenisian oleh sudur ;1
dan ;2!Split beam echo sounder memili ungsi Time Varied ain &.
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
5/17
ambar = Prinsip erja Split Beam echo sounder pada pendetesian ian & Simrad 1''3)
Pada gambar = menurut Simrad, ian berada tepat diatas a>is gain tranducer
masimun, sedangan ian 0 berada di ujung &tepi) beam dimana!ain tranducer lebih rendah!
Sehingga echo ian aan lebih menghasilan hambur bali yang uat dibandingan echo
pada ian 0! Walaupun edua ian tersebut berada pada edalaman yang sama dan beruuran
sama! "ntu menentuan uuran ian dari echo stren!th saja tida $uup, bagaimanapun
pengetahuan tentang beam pattern transducer dan posisi ian di dalam beam sangat penting
untu mengoresi!ain transducer dan menentuan nilai targetstren!th ian yang sebenarnya!
5
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
6/17
ambar 9Split BeamProsessor untu memperoleh periraan sudut datang dan a$tor beam
pattern &4hrenberg 1'9')Sebuah estimasi yang memperoleh periraan sudut datang dan ator beam pattern
dalam sinyal austi dapat diperoleh dengan menggunaan prosessor dari split beam yangmemilii sumber sinyal ? menuju epada Phase detesi dan aan menghasilan energy atau
uatan dengan $ara mengalulasi hasil input dan aan menghasilan output berupa gelombang
yang ditampilan pada gambar 9!
6
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
7/17
Deskripsi
Beam
TVG Penggunaan Sinyal
A+C :( log5 @2 A5 Penguuran ase Split6beam 1( BB+D :( log5 @2 A5 Penguuran ase Split6beam 1( BA+B :( log5 @2 A5 Penguuran ase Split6beam 1( BC+D :( log5 @2 A5 Penguuran ase Split6beam 1( B
E :( log5 @2 A5 mplitudeDual Beam, Split Beam terdetesiA + B + C + D
+E
:( log5 @2 A5 /ntegrasi e$ho terdetesi
ambar *! Diagram dari transdu$er dual beamCsplit beam, menunjuan loasi dari berbagai
se!menyang dijelasan dalam tes dan bentu masing6masing beamyang digunaan dalam
penerimaansplit beamatau dual beam& 8oote et"al1'**)
Target StrengthTar!et stren!th &.S) meruapan emampuan dari suatu target untu memantulan suara
yang mengenainya! 0erdasaran domain yang digunaan, tar!et stren!thdideenisian menjadi
dua yaitu berupa #ntensitas Tar!et Stren!th &.Si) dan Ener!i Tar!et Stren!th &.Se)! Tar!eth
stren!th dapat dideenisian sebagai logarotma hasil bagi ntara nilai intensitas suara yang
datang mengenai target dan dialian dengan bilangan sepuluh &1() &ohanesson dan Mitson
1'*3)!
7
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
8/17
TSi =! "#gIr
Ii $$$$$$$$$$$%()
TSe =! "#gEr
Ei $$$$$$$$$$$%(&)
%eterangan + .Si E /ntensitas tar!et stren!th/i E /ntensitas suara yang mengenai target/r E /ntensitas suara yang dipantulan target.Se EEner!i Tar!et Stren!th4i E 4nergi suara yang mengenai target4r E 4nergi suara pantulan pada jara 1 meter dari target
ohanesson dan Mitson &1'*3) menyataan bahwa Tar!et stren!th &.S) merupaan
uuran de$ibel suara yang diembalian oleh target yang diuur pada jara standart 1 meter dari
pusat target austi berada, relati terhadap intensitas suara yang mengenai target! Model
sederhana untu menduga bac$ scatterin! cross section berdasaran uuran ian diemuananoleh Ma$Lennan dan Simmonds&1''2) +
bs = b0L
2
$$$$$$$$$$$$$$%(')
TS = &! L#g L b0 $$$$$$$$$$%()
%emudian Lo#e &1''9) memperenalan persamaan yang menghubungan
bac$scatterin! cross section %
bs & , panjang ian &L) dan panjang gelombang &F) dengan
persamaan sebagai beriut +
bs
C2
E a (L
/
)
b
&d0) dimana a dan b adalah onstanta
yang tergantung dari anatomi, uuran ian serta panjang gelombang ! Persamaan &:) dapat
diubah dalam bentu logaritmi menjadi +
TS = a L#g(L) * L#g (+) b0 $$$$$$$$$$$$%(,)
%eterangan + .S E Tar!et stren!th8 E reuensi suara, b E %onstanta
Lalu diperoleh emunginan rata6rata yang melauan penguuran terbai pada
penguuran tar!et stren!th terhadap dorsal aspe +TSD = -. "#g (L) / !.- (+) / 0&$$$$$$$$$$$$(0)
Gamun 8oote &1'*9) menerangan lebih lanjut tentang persamaan yang menunjuan
tida adanya perbedaan dalam perbandingan hasil dari reuensi berbeda! Selanjutnya
persamaan 8oote &1'*9) memormulasian hubungan .S &.ar!et Stren!th) dengan panjang ian
yaitu +
8
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
9/17
TS= &! L#g (L) / 01 (2B)$$$$$$$$$$$$$(3)
%on#ersi nilai tar!et stren!th menjadi uuran panjang &L) untu ian pelagis digunaan
persamaan .S E 2( log L693,'9 &anna$hi et al!, 2((:) sedangan untu ian demersal
digunaan persamaan .S E 21,* log L69:,' &nonimus 2((2)!
ubungan target strength dan Hbs &ba$s$attering $ross6se$tion, m2
) dihitung
berdasaran atas Ma$Lennan I Simmonds &1''2) yaitu+
TS=! "#g 4*5 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% (1)
Persamaan untu densitas ian &J, ind!C nmi2
) adalah+
6A=5A 74*5 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(-)
Panjang ian &L) berhubungan dengan Hbs yaitu+
4*5=a Lb
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% (!)
ubungan tar!et stren!th dan L adalah+
TS=&! "#g LA %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%()
di mana+
E nilai target strength untu 1 $m panjang ian &normali'ed tar!et stren!th)
%on#ersi nilai target strength menjadi uuran panjang &L) untu ian pelagis digunaan
persamaan+ .S E 2( log L693,'9 &anna$hi et al2((:) ! Menurut ile 1'3= dalam 4endie
2((2, hubungan panjang &L) dan bobot &W) dari suatu
spesies ian yaitu+
8= aLb
$$$$$$$$$$$$$$$$$$%(&)
Selain itu Gatsir et al" &2((7) memilii persamaan panjang dan bobot untu mengon#ersi
panjang dugaan menjadi bobot dugaan adalah sebagai beriut +
8t=a 9 1
i1
. ni(Li:L7&) .b+1
; (Li;:L7&) .b+1
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
10/17
a, b E onstanta untu spesies tertentu
a>t#r;a>t#r ?ang *er@eran e@engarhi ni"ai Target Strength (TS) i>an
Tar!er Stren!th se$ara umum dapat dipengaruhi oleh 3 ator yaitu a$tor target itu
sendiri, a$tor lingungan , dan a$tor instrument austi!
8ator target meliputi uuran, anatomi ian, gelembung renang, tingah lau dari
orientasi &Priatna 2(11)! 8ator68ator target tersebut adalah +
% U>ran i>an
.erdapat hubungan ntara uuran ian dengan nilai .S, tetapi hubungan tersebut
sangat ber#ariasi tergantung epada spesiesnya! "mumnya untu spesies ian, semain
besar uuran ian semain besar nilai .S nya! al ini terutama berlau untu
!eometrical re!ion dari grai hubungan ntara uuran target dan .S, untu re!ion ,
resonance, resonance re!ion dan transition re!ion, e$enderungan hubungan tersebut
tida berlau &ohanneson dan Mitson 1'*3)! natomi seperti epala, badan , eor dan
sirip memilii pantulan suara yang berbeda! Demiian juga dengan lambung, usus, hati,
tulang , daging dan insang mempunyai berat jenis E &) dan e$epatan suara E &$) yang
berbeda sehingga se$ara austi aan mempunyai emampuan memantulan suara yang
berbeda!
&% Ge"e*ng Renang
Se$ara austi ian dan organisme laut dibagi dalam dua elompo besar, yaitu
blader fish & mempunyai gelembung renang)! /an6ian yang mempunyai gelembung
renang pada umumnya tida memilii .S mesimum tepat pada dorsal aspect ,
sedangan ian yang tida memilii gelembung renang dengan nilai masimum .S
umumnya tepat pada dorsal aspect! Gilai .S ian yang mempunyai gelembung renang
&8urusawa 1''*)! Dengan deformed(cylinder model&D-M) dengan prosimasi 7 dan
nilai dari Tilt An!le tida sampai spanjang &N:(O) &Sawada et"al 1''), sedangan
menurut &asuma et"al 2((3) hasil sudut yang dihasilan dari ian yang memiliigelembung renang yaitu +
10
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
11/17
ambar ' eometri elembung renang untu model Soft Spheroid &asuma et"al2((3)
'% Ting>ah "a> 7 Orienta5i i>an
asil penelitian sebelumnya yang dilauan oleh Gaen dan Qlsen &1''9)
menyataan bahwa nilai Tar!et Stren!th &.S) sangat ditentuan oleh orientasi ian,
terutama emiringan tubuh untu garis hubung ntara epala dan eor! Qrientasi ian
aan meliputi tiltin!, dan rollin! beserta ya)in!" *a)in! tida berpengaruh arena
umumnya transdu$er berbentu bulat sehingga posisi ian tida menimbulan perubahan
sudut jia dilihat dari transducer , untu +ollin! tida berpengaruh nyata diarenaan
ian yang mempunyai gelembung renang arena sebagian energy yang dipantulan
berasal dari gelembung renang buan berasal dari dorsal aspect" Tilltin! menimbulan
perubahan sudut posisi di transducer bai untu ian yang mempunyai gelembung
renang maupun tida & rnaya 1''1b)!
% a>t#r In5trenta5i0esar %e$ilnya nilai a$tor Beam pattern tergantung dari luasnya transducer
aan semain besar juga sudut beam dari transducer tersebut, begitu juga sebalinya!
Sudut beam yang besar menimbulan perubahan nilai .S yang besar, utnu itu lebih bai
digunaan beam yang relati sempit!
11
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
12/17
Sing"e Target
Pantulan austi dari ian dan planton yang diembalian dalam bentu echo yang
didetesi oleh receiver memilii daya tari! Pendugaan biomassa dapat dilihat dari seberapa
besar euatan target dan bagaimana $ara menasirannya! .S planton adalah anga yang
menjadi indiasi uuran dari e$ho tersebut! Semain besar nilai e$ho maa semain besar energi
yang diembalian e receiver oleh target!
Satuan uuran Standard #nternasional &S/) untu .S dinyataan dalam bentu decibel
&d0)! Decibel adalah bentu logaritmi dari dari perbandingan atau rasio dua intensitas yang
diarenaan nilai yang terlibat bisa sangat besar atau sangat e$il!
Ma$Lennan dan Simmonds &2((7) memormulasian .S sebagai bac$scatterin! cross(
section dari target yang mengembalian sinyal dan dinyataan dalam persamaan +
TS = ! "#g ( 7 ) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ()Maa nilai .S teoritis benda berbentu bola adalah +
TS = ! L#ga2
4 $$$$$$$$$$$$$$$$$$(,)
Dimana R E /ndi#idu tar!et stren!th atau esetaraan bac$scatterin! cross(section &Rbs)
dengan .S yang dinyataan oleh 0ur$Bynsi dan ohnson &1'*=) dengan persamaan +
TS = ! "#g *5%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% (0)
Volume Backscattering Strength (SV)
Volume Bac$scatterin! Stren!th &S
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
13/17
Volume Bac$scatterin! Stren!th &S
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
14/17
Data Akustik Ikan Tuna (Thunnus sp)
ER 60 SONAR !"#4
D$n%&!
TS 'a (*) S 'a (*)
+i&t!"in% ata !n%an SONAR !"#4
,s E-!&
.!ta s!/a"an D!nsitas ikan
Esti'asi st$k ikan ( !&i'pahan Ikan)
Ep$"t ata #"a t$ #uuu
Su"!" !"#9
( intan% an /uu")
A E tar!et stren!th rata6rata &d0)
ambar 1( Diagram lir Pengolahan data densitas ian C elimpahan ian
14
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
15/17
ambar 11 -ontoh e$hogram menggunaan Soft)are Sonar Ver .& Data riset Laut dalam , Lautraura dengan %apal 5iset 0aruna aya
-
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
16/17
PUSTAKA
rnaya, /!G! 1''1b! usti %elautan //! Proye Peningatan Perguruan .inggi! /nstitut
Pertanian 0ogor! 0ogor!
0ur$Bynsi, !! and ohnson, 5!L! &1'*=) ppli$ation o dual6beam a$ousti$ sur#ey te$hniTuesto limneti$ populations o ju#enile so$eye salmon, ncorhynchus ner$a" Can" 1"
Fish" A2u"Sci" :3, 199=U**! http+CCd>!doi!orgC1(!113'C*=6221!
4endie, M! /! 2((2!Biolo!i Peri$anan! ayasan Pustaa Gusatama! 1=3 pp!
4hrenberg 4! ohn, 1'9'! -omparati#e nalysis o #n Situ Methods or Dire$tly Measuring the
$ousti$ .arget Strength o /ndi#idual 8ish /444 journal o o$eani$ engineering, #ol!
Qe6:, no! :! http+CCd>!doi!orgC1(!11('CQ4!1'9'!11:7:3:
8oote, %!! 1'*9 ! /ntrodu$tion to the "se o Sonar System or 4stimating 8ish 0iomass! 8Q!
8isheries .e$hni$al Paper Go 1'' 5e#ision 1!
8oote, %! I .raynor, !! 1'**! -omparison o walleye pollo$ target strength estimates
determined rom in situ measurements and $al$ulations based on swimbladder orm!
!$oust!So$!m! *3&1)!http+CCd>!doi!orgC1(!1121C1!3'=1'(!
8urusawa, M! 1''*! Prolate Spherodial model or predi$ting eneral .rends o 8ish .arget
Strength! !$oust!So$!m Page 1362:!
anna$hi, M! S!, L! 0! bdallah, I Q! Marra$hi! 2((:! Acoustic #dentification of Small Pela!ic
Fish Species3 Tar!et Stren!th Analysis and School Descriptor Classification!MedSudMed .e$hni$al Do$uments Go!7!
ohanesson, %!! and 5!0 Mitson! 1'*3! 8isheries $ousti$! Pra$ti$al Manual 8or $ousti$0iomass 4stimation! 8Q 8isheries .e$h! www!+a#!orgCdo$repC>7*1*eC>7*1*e(1!htm
Lo#e, 5!! 1''9! .arget Strength o an indi#idual 8ish at any aspe$t ! !$oust! So$! m, &=2) +
13'961:(3! http+CCd>!doi!orgC1(!1121C1!3*1=92
Lurton, ?! 2((2! An #ntroduction to 4nder)ater Acoustic" Principles and Applications! Pra>is
Publishing Ltd! -hin$ester! "%!
Ma$Lennan, D!G! 1''(! $ousti$al measurement o ish abundan$e! ! $oust! So$! m, !doi!orgC1(!1121C1!3''2*7
Ma$Lennan, D! G dan 4! Simmonds! 1''2! 8isheries $ousti$! -hapman and all! London!
Ma$lennan, D! G dan Simmonds, 4! ! 2((7! Fisheries Acoustic" Chapman and 5all! Q>ord +
0la$well S$ien$e!
16
http://dx.doi.org/10.1109/JOE.1979.1145434http://dx.doi.org/10.1109/JOE.1979.1145434http://dx.doi.org/10.1121/1.396190http://dx.doi.org/10.1121/1.381672http://dx.doi.org/10.1121/1.399285http://dx.doi.org/10.1121/1.396190http://dx.doi.org/10.1121/1.381672http://dx.doi.org/10.1121/1.399285http://dx.doi.org/10.1109/JOE.1979.1145434 -
7/24/2019 Aplikasi Split Beam Akustik
17/17
Gatsir, M!, 0! Sadhotomo, I Wudianto! 2((7! Pendugaan biomassa ian pelagis di perairan
.elu .omini dengan metode austi bim terbagi! 1urnal Penelitian Peri$anan
#ndonesia! 11 &=)+ 1(161(9!
Priatna! I Wijopriono!2(11! 4stimasi sto sumber daya ian dengan metode hidroausti Di
perairan abupaten bengalis!1" 6it" Peri$an" #nd" Vol"78 -o" 7
Pujiyati, S! 2((*! Pendeatan Metode idroausti untu nalisis %eteraitan antara .ipe
Subsrat Dasar Perairan dengan %omunitas /an Demersal! Disertasi! Seolah Pas$a
Sarjana! /nstitut Pertanian 0ogor! 0ogor! &.ida dipubliasian)!
S/M5D 467((! 1''3 ! /nstru$tion Manual Portable S$ientii$ 4$hosounder! orten!
Gorwegia!
Widodo, ! 1''2! Prinsip Dasar idroausti Perianan! seana! ?